三名美国人分享诺化奖:将化学实验搬到网络世界

瑞典皇家科学院说,在上世纪70年代,这3名科学家为借助电脑程序理解和预测化学过程及其结果奠定了基础。

3人结合经典物理和量子物理,设计出多尺度复杂化学系统模型,将传统的化学实验搬到了网络世界。这一完美结合现实与理论的化学系统模型,为更全面了解并预测化学反应进程奠定了基础。

面对瞬间发生的化学反应,以及复杂电子毫秒间的快速运动,依靠过去用塑料球和小木棒来创建分子模型的办法,无法实现描绘化学反应全过程的美好愿望。即使化学家选择使用量子物理学计算化学反应过程,繁杂的计算过程与巨大的计算量也只能应付小分子的化学反应。

多尺度复杂化学系统模型的出现无疑是化学界的革命。通过该模型,科学家实现了用电脑监控微小而瞬间的化学变化,从而能将催化等过程最优化。例如在模拟药物如何到达体内靶蛋白的实验中,电脑可直接对与药物相互作用的靶蛋白原子执行量子理论计算,精确分析出药物发生作用的全过程。

皇家科学院还说,深入了解化学过程,可以使催化剂、药物和太阳能电池发挥最大效用。

□获奖感言

莱维特:像喝了三倍分量浓咖啡

卡普拉斯为美国哈佛大学和法国斯特拉斯堡大学教授,拥有美国和奥地利国籍。他1930年生于奥地利维也纳,1953年在美国加州理工学院获得博士学位。

莱维特为美国斯坦福大学医学院教授,拥有美国、英国和以色列国籍。他1947年生于南非比勒陀利亚,1971年在英国剑桥大学获得博士学位。

瓦谢勒为美国加利福尼亚南部大学教授,拥有美国和以色列国籍。他1940年出生于以色列,1969年在以色列魏茨曼科学研究所获得博士学位。

上世纪70年代,瓦谢勒与卡普拉斯在哈佛大学合作,开发出一套结合经典物理和量子物理的电脑程序。瓦谢勒后来在剑桥大学与莱维特共同开发一套程序,可用于研究酶。

瓦谢勒从美国洛杉矶通过电话向在瑞典斯德哥尔摩采访诺奖的媒体记者发表获奖感言,说半夜得知自己获奖,“感觉极好”,盼望12月到瑞典领奖。

莱维特告诉法新社,接到获奖的电话通知时,他正在睡觉,第一反应是“不敢相信”,随后非常高兴,如同喝了“三倍分量的浓咖啡”。

□专家观点

卡普拉斯多年前就应得奖

清华大学化学系理论化学中心主任李隽教授介绍,理论化学界很早就已经认可了卡普拉斯,多年前大家就认为他应该获得诺贝尔奖。

李隽介绍,1998年,有两名理论化学家获得了诺贝尔化学奖。当时他们有效地发展了计算方法和计算程序,借助计算机,将量子力学的方程用于解决化学问题,使得化学不再是一门单纯的实验科学。卡普拉斯三人获奖与1998年的获奖者相似,就是“如何将理论引入到化学之中,以及与化学有关的基础生物”,他们解决了“生物化学方面最核心的一个问题”。

李隽还说,计算科学在我国起步较晚,不过发展很快,“但原创性理论方面都是落后于国外的”。目前在计算生物化学方面,“应用他们的方法、程序和概念来解决生物化学的问题,在我国非常普遍”。(梁超)

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